2015年10月07日

頭をかかえ・・・

ついこのあいだまで夏休みでしたが朝夕はすっかり肌寒くなりましたね
10月からは後期の授業もスタートしましたが、エコランチームは壁にぶつかっている様子です。
夏休み後半からアップライトの試作を踏まえた改良、それに並行してステア機構の検討をしていましたが、その作業にとても時間がかかっており、いまだに出来ていません。
つまり後半戦〜9月は事実上成果ナシです

担任の見たところ設計の中身の話もそうなのですが、CADのスキルそのものが未熟なようです。
(中心メンバーが1年生ですので、まだ授業でも習っていない事に取り組んでいます。)
横着しないでまずはシッカリとスキルアップするように

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努力はいつか報われます

2015年08月07日

アップライト試作

皆さんご無沙汰しています

朝から夕方までみっちり授業の入っている学生生活は結構忙しく、夏休みに入ってようやく集中的に活動出来るようになりました。
と言ってもこの1週間で夏休み作業前半戦終了ですが

また現在のメンバーは1年生中心の為、設計製作の前にまずそれらの道具の使い方から覚えないといけません
そんなこんなでなかなか進みませんが、経過をお見せします


3Dプリンターでアップライトの実物大模型を製作しました。

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まずはこの様に出来てきます。
3Dプリンターは普通のプリンターのインクの代わりに樹脂を噴出し、それを高さ方向に積み上げるものです。
下に何もない部分(アンダーカット部)は空中に樹脂を積むことが出来ませんから、材料の代わりにサポート材と言う物を積み上げます。
出来た部品の周りは白いサポート材で覆われています。

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オーブンに入れます。
サポート材は65℃で溶けますが、部品は溶けません。
ですので65℃にセットしてサポート材が溶けるのを待ちます。
溶けた後は人力で洗います。


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洗い終わるとこうなります。
半透明なのでいつも写真で苦労します。
今回は組み立て方、2次加工のシミュレートも兼ねているので、実際の部品構成と同じ様に部品ごとにプリントしました。
一番右の部品はスピンドル(ハブシャフト)ですが、ネジもちゃんと作ってあるんですよ


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組立てるとこうなります。
6号のモックアップに装着してみました。透明でない部品は既にある本物の部品です。

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ホイールを装着したところ。

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裏から見るとこうなってます。
同じ部品のセットが組み立て方で右用になったり左用になったりするんですよ
一応コンピューターで強度の計算もしましたが、見た感じかなり華奢です
今回の試作で確認出来た事がいくつかありますので、更にそれを織込んだ設計で本物の製作に入りたいと思います。
・・・が、学生はとりあえず夏休みです。
担任はまだ休めません。


さて、どんなものが出来るのか出来ないのか


2015年06月03日

モックアップ

で削ったフェンダーの模型を使い、モックアップを組立てました。
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ドライバーを挟んでみました

皆やたら楽しそうですね・・・

結果ですがCADで検討したとおりの寸法でも乗れる事が判明しました。
更に若干の小型化も出来そうですが、完全に写真のMくん専用車になってしまいます。
学校チームは毎年同じ体格のドライバーが確保できるとは限りません。
またこれ以上小型化するとEne−1競技のレギュレーションも逸脱してしまいます。
ホイールベース(タイヤの前後間隔)についてはアタッチメントで延長も可能ですが、トレッド(左右間隔)については大会ごとの調整は難しそうです。

悩みどころです。

まだ結論は出してません


2015年05月31日

アップライトの設計とCAE 

前回の記事で「条件の付け方の影響で応力値が許容を超えている」と書いていましたが、今回はその部分をもう一度確認しました。


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♀型の部品を「ロッドエンド」と言いますが、ロッドエンドとその台座は別部品で、このシミュレーションの中でも別部品として計算していました。
前回はその締結方法が線と線を結んでいた為にその線の上に応力が集中し、異常に高い値を示していたのです。
そこで今回はロッドエンドと台座は同一部品として計算しなおしました。弱点になっているのはロッドエンド上のくびれの部分なので、それ以外の部分は単純化して問題ありません。

しかし、上の図の様にそれでもかなりの応力が加わっています。
452MPa(メガパスカル)でこの値ではロッドエンドの材質が持ちません。
半分ほどには減らしたい所です。

そこでモデルを更に単純化し、コンピュータ上で色々と試してみましたらある事に気づきました。
この設計はスペースの取り合い的にはほぼ完成に近いかな、と思っていたのですが、重要な事を見落としていました。

解決篇はまた後日。(まだ解決版を作ってないので

一つ言える事は、
「他チームと同じ部品を使っても、設計が違えばかかる応力は全然違う」 です。
当然と言えば当然ですが、改めて、教訓でした




2015年05月30日

モックアップ

「モックアップ」とは実寸大模型の事です。
自動で材料を削る事が出来る「CNCルーター」と言う道具を使い、モックアップの部品を削りました。

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↑の図の前タイヤカバー部分(フェンダー)の模型を作りました。
いくらCAD(バーチュアル)で描いても実際(アクチュアル)に人が入れるかどうかはやってみないとわかりません。
また入れるとして余裕がある様なら更に小さく、と言った事も考えるべきです。
その為に一旦模型を作って確認する訳ですね
このモックアップはこのあと運転姿勢やハンドルの操作性、舵機構などの確認にも使用予定です。

今週は削った所でとりあえず終了。
つづきは次回以降で。

放課後の僅かな活動時間で細々やっております


2015年05月24日

アップライトの設計とCAE

アップライトとは前輪(操舵輪)を取りつける部分です。
前輪を直接フレームに取り付けてしまっては舵を切る事が出来ませんので、アップライトを介してフレームに取り付けます。
前輪の向きを変える時はアップライトごと向きを変えるようになっています。

全体のパッケージと並行してアップライトの設計を進めます。
アップライトは車輪基準で考えるので、車輪の配置がどこであろうとあまり設計に影響がないからです。
(全然ない訳ではありませんが。)

UPRIGHT_DRAFT-S




こういう感じで考えています。
当初はNC工作機械(自動で加工する機械)を使って削り出すつもりだったのですが、諸般の事情で幾つかの部品を組立てて作れないか、検討する事にしました。
これはあくまでフリーハンドの「ポンチ絵」データです。
前回も書きましたが、いきなりキッチリ正解の形を描く必要はありません。
検討しながら少しずつ正解に近づくイメージで設計をしていきます。



UPRIGHT_VON_MISES-S


コンピューターを使ってまずはザックリ応力分布と剛性を確認します。
「応力分布」とは荷重を受けた時に部品の各部分にどれだけの力が加わっているのか、という事で、「剛性」とはその時にどのくらい変形するのか、という事です。それぞれ材質と形状によって決まります。
棒やパイプの様な単純な形状ですと計算でわかるのですが、この様に複雑な形状になると計算の量が膨大になるので、コンピューターでないと出来ません。
CADで形状を作るやすぐにこういう事が出来るのが、現代の設計プロセスなわけですね。
これを「CAE」と言います。


色の赤い所が応力が高く、青い所が低い事を表しています。
応力が一定値を超えると材料が壊れます。
そうならないように形を決めないといけないわけですが、材料を太く厚くしていけば当然重くなります。
すべての部分に均等に応力をかけて効率よく高い強度と剛性を得るのが巧い設計という訳ですね。
もちろん達成しなければいけない条件は他にもたくさんあります。
それらはまたいずれ・・・

さて結果を見ると本体にはまんべんなく分布している事がわかります。
上下の端っこに♀みたいな形の部品がありますが、この首の部分が弱点です。
予想以上に高い値で、実際には材料が壊れている値を示していますが、これは計算条件の付け方が少しまずかった為と思われます。
元々心配な所ではあるのですが、有力チームの車両を見ると皆このサイズで作られています。
ここはいっちょチャレンジしてみましょう・・・

さてどんな物が出来るのか 出来ないのか


2015年05月19日

まずは勉強

エコランプロジェクトの活動は授業が終わった後に開始されます。

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基本的な車の構造や


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授業ではまだ習っていないCADの機能など

実際の設計作業を始める前に様々な事を勉強しないといけませんね
頑張れ〜


2015年05月09日

ドリチャレ7

今回製作の車両は『ドリームチャレンジャー7号』になりますネ。

前作6号とは全く違うコンセプトの車にしようと思っています。
6号は一言で言うと「初心者でも簡単に扱える汎用エコランカー」を目指しました。
視界が良く、身長がある程度高くても乗れる。ガソリンエコランにもコンバートできる という車でした。
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ドリームチャレンジャー6号↑

7号はちょっと性能を追ってみようかと思っております。
本気でやるには車体の設計の他レースオペレーションやドライバーのスキル等々課題は色々ある訳ですが、それらも追々考えるとして、そんな訳で車体設計もそれなりに意を決し覚悟を決めて開始しましょう

DC7-S

・まず車体は小型で軽量なほど有利です。
・車輪はエコラン用タイヤがある主流の14インチタイヤとします。
・ホイールベース1000mm、トレッド380mmとします。
小型化の観点からそれぞれなるべく短い方が良いのですが、Ene−1大会への参加も出来るようにレギュレーション一杯の寸法とします。
とは言えこれでもかなり小型でドライバーにとってはかなり窮屈な寸法です。
・走行するコースを想定し、目標旋回半径を決め、車輪の稼働範囲を確認します。
・車輪の隙間にドライバーを配置し、それらを覆うボディ形状を決めます。
・フレーム構造やステアリング機構を決めていきます。
・具体的に一つ一つの部品を設計し、図面を出力します。

このような手順で設計を進めていきます。
部分ごとにいきなり完璧な「正解」を導こうとせず、まずは全体像を描いていき、徐々に精度を上げていきます。
実際の乗用車の設計でもそのように段階的に設計を進めていきます。

設計は主に八王子キャンパス機械設計科1年生が担当しますが、もちろん皆車輛を設計した経験はありませんので、私顧問が最初の叩き台を作成します
そのあと精度向上や図面の作成はガッツリやってもらいます。
まだ授業でも教わっていない事を実践していかなければいけませんが、やり遂げたらしっかり実力がつくことでしょう

さてどんなものが出来るのか? 出来ないのか??!


2015年04月29日

ひっそりコッソリ復活

2015年度、日本工学院エコランチームが復活する事になりました。
ただし今年度は車両の製作に専念する為大会出場はありません。

どんなマシンが出来るか?できないか??!

シナリオなきドタバタ劇も隠さず公開していきたいと思います
随時UPしますのでお楽しみに。


2013年07月29日

車両製作プロジェクト

ここ最近、エコラン隊はこんな事やってます。
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全然エコ感がありませんが「車両製作だから出来るだろ」ってことで
興味のある方は機械設計科のブログをご覧ください


で、エコランはどうするの??


2013年04月05日

【告知】エコカーフェスタ八王子 2013

今年もエコカーフェスタ八王子が開催されます。
詳細はポスターをご覧ください。
我が日本工学院は昨年の成田大会に出走した
『ドリームチャレンジャー6プロト』
および旧型の
『ドリームチャレンジャー5』
を展示予定です。

ECOFES_2013
ちなみにこちらのポスター 本校デザインカレッジの生徒がデザインを担当しました


2013年03月27日

NATS大会2012

遅くなりましたが、2012NATSDSCF6981-Rszd大会を振り返ります。

こちらは車検風景です。
自分たちが製作したマシンをチェックされるのはとってもドキドキですね

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無事グリッドにつけました。
ここに来るまで連日連夜の徹夜作業だった為にメンバー何故かゴールしたかの様にさわやかです。
レースはこれからですよ=
DSCF7090-Rszd
予想外(?)に快調に走ります。
前日軽く作動確認をしたのですが、予定していたシミュレーションまでこなせず、手探りでのペース配分となります。
ドライバーも初のレース、また、かなり運転が難しいマシンな上に雨で視界が悪いという最悪のコンディションでした。
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ゴール30分前、痛恨のパンクです。
コース上でチューブを交換します。
コース上でのサービスではドライバーしかマシンに触る事が許されません。
当日はかなり寒く、ドライバーの手はかじかみ思うように作業が出来ません。
ピンチ


何とか交換を終えコースに復帰。停止していた分ペースを上げて猛ダッシュです。
予定ではどんなに飛ばしても電池が余るはず・・・が・・・、何故か5分ほど残して電池切れ。坂を登れません。
あ・・・あれえ??

とそんなこんなで時間終了ゴール。
一応完走で23LAPS 35.530km 26位という結果に終わりました。

前回2009年の自己記録を大幅に下回りましたが 復帰1年目で道具も何もない状態の文字通りゼロからの活動で完走ですからまあ良しとしましょう。
メンバー個々の個人的反省は帰ってからミッチリと

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最後に

東罐マテリアル・テクノロジー株式会社様
株式会社ミツバ様
金子設計事務所様
TeamBIZON様
ほか私たちの活動にご支援いただいた全ての方々へ
心より御礼申し上げます。



2012年度篇 〜完


2012年11月25日

速報 NATS大会2012

TESTRUN-S大会前日、前々日にテストランをすることが出来ました。
色々と問題も発見されましたがとりあえずもう時間切れなのでこのままです。
問題のボディーはご覧のとおり、プラダン突貫ボディーです
カッコワルイ・・・

それにしても大会当日は雨予報・・・
雨対策は電装系にビニールをかぶせるくらいです。
なんとなく嫌な予感の前日なのでありました

大会当日 やっぱり朝から雨になりました。
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マシンの方は意外と快調でしたが、とにかく窓が曇って前が見えません。
そこら中に穴をあけて曇り対策をしましたがそれでも不十分で、決勝中はもうセンターボディー(ドア)を半分開けてしまって走りました。

コースオフ、パンクなどなど、散々なレースでしたが兎に角完走することは出来ました。
順位や記録はまあ問題にしても仕方がない所ですが次回の記事にて報告します。


2012年11月18日

コア抜き機構(ほぼ)完成

みなさんこんにちは
大会直前追い込み作業中です。
どうやら予想通りぶっつけ本番みたいですね
CORE_RELEASER到着を待っていたスプラインシャフトが納入され、コア抜き機構が完成しました。

あとは調整しながら車両にFIXしていきますがそれと電装系の結線・配線を同時進行でしなければならないので、今日は仮組までです。
各部品が思惑通りに機能して機構が作動するところを見て一同
「おぉ〜〜」と感動していました

難点が2点
コアを入れた状態ではリリースレバーがやたら重い事、
整備性がとても悪く、調整をするだけで殆ど全バラにする必要がある事です。
緩和する方策はいくつかありますが、根本解決は設計を見直さないといけませんね
今回はFRP作業に没頭して機構の設計製作に時間を割けませんでした。
走る前から改良したいところがいっぱいですがそれらは大会後にやっていきましょう



2012年11月15日

追い込み作業


大会まで1週間となりました。
さて、FRPの仮ボディは出来たのでしょうか?




BlogPaint

どうやら失敗したようです。

積層ムラ、樹脂溜り、気泡、破損・・・

ここから修正するのはもう一度積層するよりも困難です。
ところが型の出来もいまいちで脱型時にダメージを負ってしまいました。
もう一度積層するにも型の修正が必要になりますね

途方に暮れるリーダー
手を抜くと結局痛い目を見るってあれほど学んだはずなのに・・・



SN3V0023-S

ボディーの事はスゥっと諦めて車体の機構部品を作り始めました。
モーターコアリリース用のレバーが出来た様です。
今度は一転ドヤ顔のリーダー君。
そんな「お調子者」も一種の才能ですね


SN3V0012-S一方電気電子科のメンバーはモーターのコイルを巻いています。

















SN3V0011-S

巻き巻き巻き巻き巻き・・・・
これは根気の要る作業です。
SN3V0020-S

試運転です。
電流消費も予定どおりの水準です。

動力関連は当初予定の20インチ駆動綸をやめ、14インチDD(ダイレクト・ドライブ)モーターとなります。
NATSサーキットの急こう配を登坂できるようコイル巻き数を増やしました。
こうすることによって速度と引き換えにより大きいトルクを得る事が出来ます。
下りは駆動をカットして重力に頼って坂を駆け下ります。
その際モーターは発電機と化し抵抗源となってしまいますので、コイルを磁石から十分に離してこれを防ぎます。
その機構がコアリリース機構です。
現在制作中ですが、最後の部品がメーカーから納入されるのが来週の予定です。
間に合うのか

そしてボディーは・・・


2012年11月06日

雌型修正

ご無沙汰しております
いよいよ11月に入りNATS大会間近となりました。
ボディーはと言いますと…


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一応このとおり。
無事脱型でき、4分割の雌型を取る事が出来たのですが…
何故か表面にしわが寄っている部分があったりしたので修正作業をしていました。
考えられる原因はゲルコートの硬化剤撹拌不足か、またはゲルコートの塗付後に積層が早すぎたかもしれません。
あんなにマスター型で苦労したのに、結局凹形状で面研ぎをするというドタバタぶり。
ついでに各部のピンホールも埋めたり、角エッジをシャープにしたりしました。
修正にはビニルエステル樹脂に増粘剤を混ぜて作った樹脂パテを使いました。

増粘剤は各種ある様ですが、ホームセンターで売ってる満州タルクでも問題ないようです。
実はシートの時も修正してまして、その時耐熱性も確認済みだったりします

パテを盛って粗研ぎしたら更に耐熱ゲルコートを吹いて研ぎ出しです。
高価な耐熱ゲルコートをもう一缶買う羽目になりました。

さて、今月23日に迫ったNATS大会ですが、カーボンモノコックはとても無理の様です。
とりあえずグラスのウェットレイアップでボディを作り、あり合わせのフレームで出場しようと思います。
それすら間に合うのか微妙なところですが…

無邪気に騒ぎながら作業しているメンバーを観ていると頼もしいんだかなんなんだか
ああ胃が痛い…

以上、顧問のボヤきでした。

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オマケ:校舎から八王子みなみ野方面の夕焼けです。




2012年09月19日

夏休み後半戦ダイジェスト

そうこうしているうちに夏休みも終わりましたね。
WEMプロジェクト 夏休み後半戦の記録です。

新しい樹脂も入荷し、雌型積層のつづきにとりかかりました。
表側(アッパーカウル側)を貼り終え、型をひっくり返そうと思った所…
お…重い…
人力でひっくり返すのは無理じゃなかろうか…

IMG_3649-Sその時、まだ夏休み中ですがたまったま居た自動車整備科の職員を捕まえミッションジャッキを借りることができました

これで下に敷いてあった補強リブの木枠をはずし、ひっくり返しました。
全部貼り終えたらまた借りないとな〜・・・

次に裏側(ロワーカウル側)を貼ろうとしたときまたしてもトラブル。
フランジのゲルコートが硬化しないのです

何故?何故???
どうやらパネコート(化粧べニヤ)の塗装面が悪さをしているらしいのです。
うーんなんとなく予想はしてましたが…
仕方がないのでフランジにまたゲルコートを塗ってはどうか。
一部で試してみたらうまくいったのでフランジ全体にゲルコートを塗る事にしました。
余計な作業でどんどん時間を消費してしまいますね。

その後ロワーも貼り終えとりあえずは雌型積層完了です。
長かった…
IMG_3654-S
積層の合間を縫ってシャシー部品も製作しました。
写真はCFRP(いわゆるカーボン)パイプにジュラルミン部品を接着している所です。
どういう風に使われるのかはまたおいおい。

集中して作業の出来る夏休みは終わってしまいましたが、まだまだやるべき事はたくさんあります
頑張っていきましょう〜


2012年08月14日

夏休み前半戦ダイジェスト 

5日
フランジの装着が完了したら離型処理の仕上げをしてそのままゲルコート吹付です。
型はドライカーボン対応なので耐熱樹脂のものを使わなければなりません。
シートを作ったときのとは別の銘柄を使用しました。
匂いとかがずいぶん違いますが大丈夫かな?

ここのところスプレーガンによる塗装続きなので準備/あと処理も含めてメンバーは慣れたものです。
全員夢中でやっていたので写真がありません

6日〜 いよいよ雌型の積層です。
これも耐熱樹脂を使用しますが・・・ 順調に積層を進めていたのですが・・・・
なんと 途中で樹脂がなくなってしまいました
大丈夫だろうとたかをくくっていましたが・・・
一斗缶の中で一部硬化してゼリー状になってしまい使いきることができませんでした

ビニルエステル樹脂は保存がきかない
コバルト抜きでもダメなものはダメ

メーカーさんに電話したら「もって1か月」と言われました。
少しでも長持ちさせたければ冷蔵庫に入れるように、との事でした。
慌てて発注しましたが続きは休み明けです 痛い失敗

8日〜
樹脂待ちのあいだぼーっと待っているのももったいないので今日は別の作業します。
旋盤でシャシーの部品の製作です。
やりたかったけれどスケジュールが混んでいて出来なかったことですが、予定外に時間が出来たのでじっくり練習しながらやりました。

IMG_3642-S

その他既成部品の測定〜モデリング、作業場の大掃除などをしてお盆休みです。
設計の宿題をタップリ出したのは言うまでもありません。


2012年08月13日

夏休み前半戦ダイジェスト 

夏休み前の授業は終了しましたが、WEMプロジェクトに夏休みはありません
と言うのは大げさで今週一週間は休みになります。

では休みに入ったところで夏休み前半戦を振り返ってみましょう

8月3日〜4日
IMG_3634-S雌型を分割型にする為、サフェーサーを吹いて研ぎ出しを終えたマスター型にフランジを装着しました。
3日 リーダー君 3つに分割されたフランジを綺麗に装着しましたがそれぞれの基準面がずれて平面上にありません
やりなおし 



4日 平面はバッチリ出たのですが今度は狙った所からずれています。
うーん・・・ やりなおし

最近めきめき腕を上げるリーダー君ですが、この日はさすがにガックリ

「つくる者」 誰もが通る道です。
頑張って

8月5日IMG_3636-S
この日はフランジ装着再々挑戦です。
先輩「つくる者」の私くし(顧問)がアドバイスします
まず分割された板の面をそろえる為、お互いをしっかり固定してしまいましょう。
添え木とクランプがあればできることですよね。
次に装着する位置ですが、聞くと今までは人の手で持ち上げてエイヤーで固定していたとの事です。
これでは狙った所に装着できませんよね。
微調整には無段階に高さを調節できるパンタジャッキを使ってはいかが?。
顧問の愛車から持ってきたものです

一個では足りない?
IMG_3637-S
なんのそれしき。バイスと長ねじでもあれば簡単に作れます。

さあ今度は狙った所にバッチリ
隙間に粘土つめつめ。3回目ともなると職人の域です


ものづくり道とは
「〇がないから」とかすぐにあきらめてはいけません。
この世界「出来ませんでした」という結論はまあナシなんですよ。
この程度の困難はいつでもついて回ります。
逆に言えば、出来るのであれば何だってアリです。
「〇がないから出来ない」 ではなく、「〇があれば出来る」と考えるクセをつけましょう。
そしてまずはそれを用意する努力をしましょう。
出来ない事をどうやってやるのか、頭を柔らかくして考えましょう。
人の助けが要るなら声を出して言ってみてください。
「つくる者」は不思議なくらいつくろうとする者に手を貸してくれるものです。
先日だってサフェーサーを分けて貰ったではありませんか



2012年07月26日

マスター型サフェーサー


TOMATEC 1K諸々の作業と並行して進められていたマスター型ですが、ようやく表面のカタチが許せるレベルになった様です。
二日間に渡ってサフェーサーを塗装しました。
そのサフェーサーですが、
MATEC
東罐マテリアル・テクノロジー株式会社 様
のご厚意により、サフェーサー系ゲルコート「1K」をご提供頂きました







IMG_3621-Sスプレーガンによる塗装性がとてもよく、今まで使用していた市販の自動車板金用の物と比べてこんなに違う物かと驚きました。
例えば今まで使っていた物は粒子が大きいのか、ピンフォールを埋めようと吹き付けても周りの土手が成長するばかりでなかなか埋められませんでしたが、今回は容易に埋める事が出来ました。
腕が良くなった錯覚を覚えます
今までの苦労は何だったのかと今更ながら思います
「学生さんや腕に自信のない人ほど、確かなものをきちんと使うべき。」
なんですよね。

二日間に渡って裏表を塗り上げましたがとてもスムースに作業が進みました。



東罐マテリアル・テクノロジー様
本当にありがとうございました


IMG_3622-S
塗りあがったマスター型にしばしうっとり。
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これにて悩みに悩まされた造形作業は終了です。
思えば2学年にまたがり一年近くやってたんですね・・・
お疲れ様

ここから製品脱型まで大仕事ではありますが、あまり悩む事のない作業になりますのでホっと一息です。


明日からは離型処理が出来るようになるまでペーパーでツルツルに研ぎ出しをします。
1Kシリーズはサンディング性も良好との事で楽しみです